數(shù)控加工中心主傳動系統(tǒng)功率特性|加工中心
3.2精工加工中心主傳動系統(tǒng)功率特性對于主傳動系統(tǒng)而言，精工加工中心主傳動系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)包含主軸電機和機械 傳動部分，主傳動系統(tǒng)在運行工作時可以看成是能量的輸入和輸出，其中輸入功率^為主傳動系統(tǒng)電機伺服系統(tǒng)的功率，輸出功率尸。指的是銑床主傳動系統(tǒng)的切削功率，主傳動系統(tǒng)主要由主軸伺服電機來驅(qū)動，主傳動系統(tǒng)功率消耗主要由以下幾部分組成[68]。當(dāng)精工加工中心處于穩(wěn)定狀態(tài)時，主傳動系統(tǒng)的能量消耗 功率主要包括三部分：切削功率、電機損耗功率以及機械傳動損耗功率。其中電 機損耗功率又主要包括銅損、鐵損和附加載荷損耗，電動機銅損主要是由于在電 機運行過程中電流通過繞組銅線時由于電阻發(fā)熱所引起的損耗，包括轉(zhuǎn)子銅損和 定子銅損，其損耗大小與通過轉(zhuǎn)子及定子的電流，轉(zhuǎn)子及定子的電阻，以及相數(shù) 有關(guān)，電動機鐵損主要是由于電路中變化的磁場導(dǎo)致電動機鐵芯內(nèi)出現(xiàn)損耗；機 械傳動損耗主要是由于電動機在運行時，電機軸承等會產(chǎn)生摩擦阻轉(zhuǎn)矩，因此會 消耗一部分的能量，其主要與機床所采用的軸承型號、潤滑劑、以及冷卻風(fēng)扇等 的配合精度等有關(guān)，直接影響因素即為傳動質(zhì)量。3.2.1精工加工中心主傳動系統(tǒng)切削功率特性精工加工中心主傳動系統(tǒng)加工過程中的切削能耗作為精工加工中心服役過程有效能耗 的核心部分，其大小將直接關(guān)系到精工加工中心的能效評估。工件在銑削過程中的切 削力絕大多數(shù)情況下主要與切削工件材料的厚度和長度有關(guān)，在整個切削過程中，切削力有三部分構(gòu)成，而經(jīng)實踐證明，切削力的影響因素很多，主要與刀具、切 削參數(shù)等因數(shù)有關(guān)。目前，計算切削力主要依據(jù)的是Kienzle模型，在精工加工中心主傳動系統(tǒng)銑削 運行過程中工件的能耗主要與切削功率有關(guān)，而精工加工中心主傳動系統(tǒng)的切削功率 又可以分解為主切削功率和輔切削功率，由于維持精工加工中心進(jìn)給系統(tǒng)運動所消耗 的功率，和主切削功率相比所占比例很低，一般為不會超過2%，因此在實際計 算過程中可以忽略不計，不予以考慮，由此可得精工加工中心主傳動系統(tǒng)的切削功率方程。式中巧-單位切削功率：其含義為單位時間（lmin)內(nèi)切削1mm3金屬體積 所消耗的功率，單位是kw.mnT3.min,其數(shù)值可從切削手冊上查得；Q-材料去除率：其含義為單位時間去除的材料體積，單位是精工加工中心加工過程時的材料去除率Q,從材料加工的角度反映了銑床切削加 工的能效，通過研宄后發(fā)現(xiàn)，在代加工工件厚度一定的情況下，材料去除率Q越 高，精工加工中心加工過程中所消耗的切削功率就越大，以下給出幾種常用的材料去 除率的計算方法，精工加工中心在銑削外圓時的材料去除率Q可由式(3-2)計算得出， 精工加工中心在銑削加工工件端面和在工件表面鉆孔時的材料去除率Q可由式(3-3)和 (3-4)分別計算得出。為了方便求解需進(jìn)一步對切削功率進(jìn)行分解，在精工加工中心進(jìn)行銑削加工時， 理論上通常將精工加工中心主傳動系統(tǒng)的切削功率Pc分解為主切削功率和輔切削功 率，但由于維持輔助運動所消耗的功率與主切削功率相比較小，占總切削功率的 比例不大，一般不會超過2%，因此在大多數(shù)情況下計算時可以忽略，因此可得出精工加工中心主傳動系統(tǒng)切削總功率的計算式。3.2.2精工加工中心主傳動系統(tǒng)電機損耗功率特性目前精工加工中心普遍采用異步電動機，電動機的損耗直接關(guān)系著電動機的效 率，在異步電動機運行過程中主要會包括兩種形式的損耗：固定損耗和負(fù)載損耗，固定損耗又主要包括電動機機械損耗功率和鐵損功率對于異 步電動機的固定損耗而言，其不隨負(fù)載變化而變化，影響它的主要因素為電機材 料、結(jié)構(gòu)、運行狀態(tài)等；負(fù)載損耗主要包含定子與轉(zhuǎn)子的銅耗/^以及附加損耗功率，因此電動機的電損功率尸m由以上四部分組成，由此可得精工機床主傳 動系統(tǒng)的電機損耗功率方程。3.2.3精工加工中心主傳動系統(tǒng)機械傳動功率特性通過閱讀相關(guān)文獻(xiàn)后發(fā)現(xiàn)，機械傳動系統(tǒng)的摩擦功率損耗A主要包括兩部分，一部分為載荷摩擦損耗功率另一組成部分為非載荷摩擦損耗功率也叫做空載摩擦損耗功率，而非載荷摩擦損耗功率4又分為非載荷庫倫摩擦損耗功率/^和粘性摩擦損耗功率構(gòu)成，因此可得精工加工中心主傳動系統(tǒng)的機 械傳動損耗功率方程。從以上分析中可以清楚的看出，精工加工中心主傳動系統(tǒng)在運行過程中的能耗比 普通機床復(fù)雜的多，其根本在于引入了變頻器這一裝置，通過改變變頻器來實現(xiàn) 主傳動系統(tǒng)的無級變速。本文采摘自“精工加工中心主傳動系統(tǒng)能耗特性及運行節(jié)能技術(shù)研究”，因為編輯困難導(dǎo)致有些函數(shù)、表格、圖片、內(nèi)容無法顯示，有需要者可以在網(wǎng)絡(luò)中查找相關(guān)文章！本文由海天精工整理發(fā)表文章均來自網(wǎng)絡(luò)僅供學(xué)習(xí)參考，轉(zhuǎn)載請注明！